Iwwerleeë Katechinextrakter mat Ultraschall

Wëssenswäert Fakten

Ultraschallextraktioun – Funktiounsprinzip

D’Ultraschallextraktioun ass eng mechanesch Method, fir intrazellulär Substanzen aus Zellmatricë wéi Planzenzelle fräizesetzen an ze isoléieren. Wann héichleeschtungsfäeg Ultraschallwellen an eng Suspensioun agekoppelt ginn (déi z. B. aus mazeréierte Planzepartikelen a Waasser oder engem Léisungsmëttel besteet), erzeugen déi energieräich Ultraschallwelle Kavitatioun. De Kavitatiounsphenomeen féiert lokal zu extremen Temperaturen, Dréck, Heiz- a Killraten, Drockdifferenzen an héije Schéierkräften am Medium. Wa Kavitatiounsblosen op der Uewerfläch vu Feststoffer (wéi Partikelen, Planzenzellen, Gewëss asw.) implodéieren, erzeugen d’Mikrostralen an d’Kollisiounen tëscht de Partikelen Effekter wéi d’Ofschiele vun der Uewerfläch, Erosioun an d’Zerbrieche vu Partikelen. Zousätzlech erzeugt d’Implosioun vu Kavitatiounsblosen a flëssege Medie Makroturbulenzen a Mikrovermëschung.
D’Bestralung mat Ultraschall ass eng effizient Méiglechkeet, fir de Stofftransport ze verbesseren, well d’Ultraschallbehandlung Kavitatioun an déi domat verbonne Mechanismen ausléist, wéi Mikrobeweegungen duerch Flëssegkeetsstralen, Kompressioun an Dekompressioun am Material mat uschléissendem Opbrieche vun den Zellwänn, souwéi héich Heiz- a Killraten.

Ultraschallextraktioun aus Planzenzellen: de mikroskopesche Querschnëtt (TS) weist de Wierkungsmechanismus bei der Ultraschallextraktioun aus Zellen (Vergréisserung 2000x) [Quell: Vilkhu et al. 2011]

D’Ultraschallbehandlung vu Planzematerial fragmentéiert d’Matrix vun de Planzenzellen a verbessert hir Hydratatioun. Chemat et al. (2015) kommen zur Konklusioun, datt d’Ultraschallextraktioun vu bioaktive Verbindungen aus Planzen d’Resultat vu verschiddenen onofhängegen oder kombinéierte Mechanismen ass, dorënner Fragmentéierung, Erosioun, Kapillaritéit, Destrukturéierung a Sonoporatioun. Dës Effekter briechen d’Zellwand op, verbesseren de Stofftransport, andeems si Léisungsmëttel an d’Zell drécken a mat Planzeverbindunge beluedent Léisungsmëttel eraussaugen, a suergen duerch Mikrovermëschung fir d’Beweegung vun der Flëssegkeet.

Wat sinn déi wichtegst Virdeeler vun der Ultraschallextraktioun?

• Séiere Prozess an héich Produktiounsleeschtung
• Niddregen Energieverbrauch
• Reduzéiert Veraarbechtungskäschten
• Netthermesch Technologie
• Méi héich Rengheet
• Ëmweltfrëndlech Technologie

Akustesch Kavitatioun an hir Effekter

An der Flëssegkeet erzeugen d’Ultraschallwellen intensiv Zykle mat ofwiesselnd héijem an niddregem Drock, déi zur Bildung vu Kavitatiounsblosen féieren. Iwwer e puer Drockzyklen ewech wuessen d’Kavitatiounsblosen, bis si eng Grenz erreechen, bei där d’Blos keng weider Energie méi ophuele kann. Zu dësem Zäitpunkt implodéiert d’Blos hefteg. Wärend der Implosioun vun der Blos trieden extrem Bedéngungen op, wéi héich Temperature vu bis zu 5000K, Dréck vu bis zu 2000atm, ganz héich Heiz- a Killraten an Drockdifferenzen. Well d’Dynamik vum Zesummebroch vun der Blos méi séier ass wéi de Stoff- a Wärmetransport, bleift d’Energie am zesummefalenden Huelraum op eng ganz kleng Zon begrenzt, déi och „waarme Fleck“ genannt gëtt. D’Implosioun vun der Kavitatiounsblos féiert och zu Mikroturbulenzen, Flëssegkeetsstrale mat enger Vitess vu bis zu 280m/s an de Schéierkräften, déi doraus entstinn. Dëse Phenomeen ass als Ultraschallkavitatioun oder akustesch Kavitatioun bekannt.

D’Ultraschallextraktioun baséiert op akustescher Kavitatioun an hiren hydrodynamesche Schéierkräften

Katechinnen

Gréngen Téi ass dofir bekannt, räich u Polyphenole wéi Kaffissäier, Gallussäier, Catechin, Epicatechin, Gallocatechin, Catechingallat, Gallocatechingallat, Epicatechingallat, Epigallocatechin an Epigallocatechingallat (EGCG) ze sinn, wat gréngen Téi zu engem beléifte gesondheetsfërdernde Liewensmëttel mécht, dat als Gedrénks an als Extrait konsuméiert gëtt. EGCG ass e bekannte Catechin, dat a grousse Quantitéiten an de gedréchente Blieder vu gréngem Téi (7380 mg pro 100 g), wäissem Téi (4245 mg pro 100 g) an a méi klenge Quantitéiten a schwaarzem Téi (936 mg pro 100 g) virkënnt. Bei der Produktioun vu schwaarzem Téi ginn d’Catechine gréisstendeels duerch Polyphenoloxidasen an Theaflavinen an Thearubiginen ëmgewandelt.

Gesondheetsvirdeeler vun Epigallocatechingallat (EGCG)

Aus der Grupp vun de Catechinen ass Epigallocatechingallat (EGCG) dat am meeschten erfuerscht a villverspriechendst. Vun Effekter géint Kriibs, Oxidatioun, Entzündungen, Fibros a Kollagenase bis hin zu Effekter, déi den Immunsystem stäerken an der Alterung entgéintwierken, weist EGCG vill Virdeeler a gëtt dofir souwuel a Form vu gréngem Téi als Gedrénks wéi och a Form vun Nahrungsergänzungsmëttele wéi Kapselen, Pullen, Tabletten asw. konsuméiert.
Fuerschungsstudie leeën no, datt Catechine wéi Epigallocatechingallat (EGCG) Entzündunge reduzéiere kéinten a bestëmmt chronesch Erkrankunge wéi Häerzkrankheeten, Diabetis a verschidde Forme vu Kriibs verhënnere kënnen.

EGCG a seng Effekter géint Kriibs

Well Kriibs eng dacks liewensgeféierlech Krankheet ass, ginn d’Eegenschafte vun EGCG géint Kriibs intensiv erfuerscht. Studie leeën no, datt EGCG d’Tumorentsteeung hemme kann, andeems et d’Effekter vu kriibserreegende Substanze reduzéiert oder eliminéiert. Et ginn Erkenntnisser, déi drop hindeiten, datt EGCG déi duerch Diethylnitrosamin ausgeléisten, mat Adipositas verbonnen Entsteeung vu Liewertumore verhënnert, andeems et d’IGF/IGF-1R-Achs hemmt, d’Hyperinsulinämie verbessert a chronesch Entzündungen ofschwächt. En anere Mechanismus vum Effet vun EGCG géint Kriibs ass d’Hemmung vun der Angiogenese, wouduerch d’Tumorproliferatioun ageschränkt gëtt.

EGCG a seng antioxidativ Effekter

Onzieleg antioxidativ Prozesser fannen am mënschleche Kierper statt an droen zu Gesondheet, Kraaft a Wuelbefanne bäi. EGCG ass en Antioxidans. Antioxidantien kënne virun Zellschied schützen, andeems si fräi Radikaler afänken an neutraliséieren. D’Phenolréng an der Struktur vun EGCG wierken als Elektronefalen a Fänger vu fräie Radikaler, hemmen d’Bildung vu reaktive Sauerstoffspezies a reduzéieren doduerch Schied, déi duerch oxidative Stress verursaacht ginn.

EGCG a seng entzündungshemmend Effekter

Entzündunge kënnen duerch Krankheeten, chronesche Stress an Ëmweltverschmotzung verursaacht ginn. De Kierper reagéiert op esou Stressfacteure mat enger Entzündung, déi duerch d’Usammlung vun enger grousser Zuel vun Immunzellen op den Entzündungsplazen, d’Fräisetzung vu proinflammatoreschen Zytokinen a reaktive Sauerstoff-/Stéckstoffspezies (ROS/RNS) charakteriséiert ass. ROS/RNS stinn a Verbindung mat der Aktivéierung vum Transkriptiounsfacteur NF-B an dem Aktivatorprotein-(AP-)1. No der Aktivéierung wiesselen NF-jB an AP-1 vum Zytoplasma an den Zellkär a verstäerken den Ausdrock vun enger Rei vun entzündungsbezunnene Genen, wat uschléissend eng verstäerkt Entzündungsreaktioun a Schied um Tissu verursaacht.
EGCG hemmt d’Iwwerdroung vun NF-B an AP-1, soudatt den Ausdrock vun iNOS an COX-2 haaptsächlech duerch d’Ofänke vu Stéckstoffmonoxid, Peroxynitrit an anere ROS/RNS erofreguléiert gëtt an d’Produktioun vun Entzündungsfacteure reduzéiert gëtt.

EGCG a seng Effekter op d’Fërderung vun der Osteogenes

Osteoporos ass eng schwéier Krankheet, déi duerch d’Degeneratioun vun der Knachematrix an de Verloscht u Knachendicht charakteriséiert ass. EGCG weist reguléierend Effekter op de Knachestoffwiessel. EGCG kann d’Apoptos vun Osteoklasten ausléisen an d’Bildung vun Osteoklasten hemmen, andeems et d’Bildung vun NF-B an IL-1b blockéiert. Ausserdeem kann et d’Bildung vu mineraliséierte Knachekniet fërderen.
[cf. Chenyu Chu; Jia Deng; Yi Man; Yili Qu (2017): Green Tea Extracts Epigallocatechin-3-gallate for Different Treatments. BioMed Research International Vol. 2017]